近日，浙江大(da)學(xué)生物(wu)系統(tǒng)工(gong)程與食品科(ke)學(xué)學(xué)院研(yan)究人員在國際(ji)期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院(yuan)二區(qū)，IF：9.2）發(fā)表了(le)題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究(jiu)論文。在該論(lun)文中，研究人(ren)員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定培養(yǎng)(yang)肉支架的硬(ying)度、彈性、膠(jiao)粘性、咀(ju)嚼性和回(hui)復(fù)性(xing)指標(biāo)。

冷水魚(yu)細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面臨一(yi)項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞(bao)生長需要顯著(zhu)較低的培養(yǎng)溫(wen)度。為此，冷生物(wu)打印(yin)用生物墨(mo)水需(xu)具備適宜的(de)流變特性，以維(wei)持細(xì)(xi)胞活性。本研究(jiu)開發(fā)(fa)了一種新(xin)型復(fù)合水凝(ning)膠生物(wu)墨水，其(qi)由溫水魚明(ming)膠（FG）與冷水魚明(ming)膠（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒魚(yu)肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞（rtMSCs）的(de)低溫（<18°C）3D 生物打(da)?。↙T-bio3DP）。研(yan)究團(tuán)隊(duì)(dui)對該(gai)生物(wu)墨水的結(jié)(jie)構(gòu)特性、流變特(te)性及(ji)生物特性(xing)進(jìn)行了系統(tǒng)(tong)評估。結(jié)(jie)果表(biao)明，隨著 CFG 含(han)量的(de)增加，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降至(zhi) 2.33°C；隨之而(er)來的儲能(neng)模量與(yu)黏度降低（同(tong)時親水性增(zeng)強(qiáng)），會對打(da)印性(xing)能和細(xì)(xi)胞行(xing)為產(chǎn)生(sheng)影響。研究(jiu)確定(ding)，4FG6CFG 水凝膠是(shi) LT-bio3DP 的最(zui)佳組分，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性、擠(ji)出性能和細(xì)(xi)胞相容性(xing)方面達(dá)到平衡(heng)，能有效(xiao)促進(jìn)虹鱒(zun)魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的增殖與(yu)肌源性分(fen)化。打印支架(jia)在長期(qi)培養(yǎng)過程中可(ke)保持形態(tài)(tai)穩(wěn)定，且其質(zhì)地(di)硬度與天然虹(hong)鱒魚肉(rou)組織(zhi)相當(dāng)。綜上，本(ben)研究(jiu)為開發(fā)低溫生(sheng)物打印技術(shù)及(ji)定制化細(xì)胞(bao)培養(yǎng)生物材(cai)料提供(gong)了創(chuàng)新性策(ce)略。

圖 7. 4FG6CFG 支(zhi)架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng)(yang) 12 天后(hou)的質(zhì)構(gòu)特性分(fen)析（TPA），并與新鮮(xian)虹鱒魚肉對(dui)比。（A）虹鱒魚(yu)細(xì)胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外觀(guan)。添加食用色素(su)以模(mo)擬魚(yu)類組織的天然(ran)顏色。（B）檢(jian)測有 / 無(wu)細(xì)胞時支(zhi)架的(de)硬度、彈(dan)性、膠黏性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性。采(cai)用單(dan)因素方差分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧肯(ken)多重比較檢(jian)驗(yàn)（Duncan's test）對各(ge)組數(shù)據(jù)進(jìn)行比(bi)較。a–c 表示(shi)組間存在顯著(zhu)差異（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠(jiao)支架的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性對(dui)培養(yǎng)肉產(chǎn)品(pin)的整體品質(zhì)具(ju)有顯著(zhu)影響。本研(yan)究將(jiang)培養(yǎng)肉模型(xing)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)與新鮮虹鱒(zun)魚肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性進(jìn)行了對(dui)比。如圖 7A 所示(shi)，與空白(bai)支架(jia)相比(bi)，負(fù)載細(xì)(xi)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈性、膠(jiao)黏性(xing)和咀嚼性方(fang)面均表現(xiàn)出(chu)顯著(zhu)提升，這可能(neng)是由于細(xì)(xi)胞外基(ji)質(zhì)蛋白的積(ji)累所(suo)致。此外，盡管該(gai)支架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)(shu)上與新鮮魚(yu)肉存在(zai)一定差異，但(dan)其硬度(du)與新鮮魚肉相(xiang)近。在(zai)眾多針對培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的研究(jiu)中，天(tian)然肉類的(de)質(zhì)構(gòu)特性通常(chang)強(qiáng)于培養(yǎng)(yang)肉。而本研究中(zhong)觀察到培養(yǎng)肉(rou)（CCM）質(zhì)構(gòu)特(te)性增(zeng)強(qiáng)的現(xiàn)(xian)象，可(ke)能是因?yàn)?wei)復(fù)合水凝膠(jiao)支架與(yu)大量(liang)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)(xian)了良好結(jié)合(he)，相比(bi)之下，魚肉(rou)本身的(de)質(zhì)構(gòu)強(qiáng)度(du)較弱。

參考文獻(xiàn)：Zhaojing Huang, et al. Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion. Sustainable Materials and Technologies, 2025